用JFreeChart增强JSP报表的用户体验

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      JFreeChart是一组功能强大、灵活易用的Java绘图API，使用它可以生成多种通用性的报表，包括柱状图、饼图、曲线图、甘特图等。它能够用在Swing和Web等中制作自定义的图表或报表，并且得到广泛的应用。本文将通过引领读者学习在JFreeChart中饼图、柱状图和曲线图的进阶应用，来达到熟练使用JFreeChart的目的。

一．             下载与环境配置

1. 下载JFreeChart

JFreeChart是开放源代码的免费软件，但是它的支持文档需要付费才能得到。其下载地址为：，当前最新版本为1.0.6。笔者下载的是1.0.6最新版。

说明：1）source目录：为jfreechart的源码目录；

        2）lib目录：为包目录，我们需要关注的包为jfreechart-1.0.6.jar、gnujaxp.jar和jcommon-1.0.10.jar这三个包；

        3）根目录下的jfreechart-1.0.6-demo.jar是例子程序，大家双击后可看到其中有很多例子的运行结果。

2. 环境配置

       笔者的开发环境如下：

       JDK：1.5

MyEclipse：5.1.1 GA

Tomcat：5.5.28

为了后续的“用JFreeChart创建基于Web的图表”的一个例子的展示，我们在MyEclipse中创建一个名为jfreechart的Web工程。将下载的JFreeChart1.0.6下lib目录下的jar包拷贝到WebRoot/WEB-INF/lib目录下。另外还需要在web.xml文件中增加如下配置:

<servlet>
          <servlet-name>DisplayChartservlet-name>
          <servlet-class>org.jfree.chart.servlet.DisplayChartservlet-class>
servlet>
<servlet-mapping>
          <servlet-name>DisplayChartservlet-name>
          <url-pattern>/DisplayCharturl-pattern>
servlet-mapping>

二．             柱状图

在WebRoot目录下建立bar目录，用来存放柱状图的各个例子。首先在该目录下建立一个sample1.jsp文件，让我们来看一个简单的柱状图的例子，修改后的sample1.jsp的内容如下所示：

<%@ page contentType="text/html;charset=GBK"%>

<%@ page import="org.jfree.chart.ChartFactory,               org.jfree.chart.JFreeChart,           org.jfree.chart.plot.PlotOrientation,          org.jfree.chart.servlet.ServletUtilities,      org.jfree.data.category.DefaultCategoryDataset"%>
<%
DefaultCategoryDataset dataset = new DefaultCategoryDataset();
dataset.addValue(610, "广州", "猪肉");
dataset.addValue(220, "广州", "牛肉");
dataset.addValue(530, "广州", "鸡肉");
dataset.addValue(340, "广州", "鱼肉");
JFreeChart chart = ChartFactory.createBarChart3D("肉类销量统计图", 
                  "肉类",
                  "销量",
                  dataset,
                  PlotOrientation.VERTICAL,
                  false,
                  false,
                  false);
String filename = ServletUtilities.saveChartAsPNG(chart, 500, 300, null, session);
String graphURL = request.getContextPath() + "/DisplayChart?filename=" + filename;
%>
<img src="<%= graphURL %>"width=500 height=300 border=0 usemap="#<%= filename %>">

在浏览器中输入地址：，可看到如下柱状图：

上面的这个柱状图比较简单，稍显单调，在有些情况下，我们需要用不同颜色来表示不同的种类，或者在种类上标上具体数值，亦或需要加上3D水晶效果。下面让我们来做更深一步的探讨。接下来让我们看一个用不同颜色来表示不通种类的例子。在WebRoot的bar目录下新建sample2.jsp页面，将其代码修改如下：

<%@ page contentType="text/html;charset=GBK"%>

<%@ page import="org.jfree.chart.ChartFactory,
                 org.jfree.chart.JFreeChart,
org.jfree.chart.plot.PlotOrientation,
org.jfree.chart.servlet.ServletUtilities,
org.jfree.data.category.CategoryDataset,
org.jfree.data.general.DatasetUtilities"%>

<%
double[][] data = newdouble[][] {{1310}, {720}, {1130}, {440}};
String[] rowKeys = {"猪肉", "牛肉","鸡肉", "鱼肉"};
String[] columnKeys = {""};
CategoryDataset dataset = DatasetUtilities.createCategoryDataset(rowKeys, columnKeys, data); 
JFreeChart chart = ChartFactory.createBarChart3D("广州肉类销量统计图", "肉类",
"销量",
dataset,
PlotOrientation.VERTICAL,
true,
false,
false);

String filename = ServletUtilities.saveChartAsPNG(chart, 500, 300, null, session);
String graphURL = request.getContextPath() + "/DisplayChart?filename=" + filename;
%>
<img src="<%= graphURL %>"width=500 height=300 border=0 usemap="#<%= filename %>">

       该页面的运行效果如下图所示：

   

       对比该例与前例，可看出createBarChart3D的倒数第三个参数修改成了true，该参数可用来显示下方的：。上两例我们显示的只是一个城市的肉类销量，有时候我们有对比显示多个城市的不同肉类，只要将上例稍作修改即可。例如要在图中表示广州、深圳、东莞、佛山四个城市的四个肉类的销售情况，只需要将如下三句稍做修改：

 double[][] data = newdouble[][] {{1310}, {720}, {1130}, {440}};
String[] rowKeys = {"猪肉", "牛肉","鸡肉", "鱼肉"};
String[] columnKeys = {""};

   例如修改成：

double[][] data = newdouble[][] {{1310, 1220, 1110, 1000},
        {720, 700, 680, 640},
        {1130, 1020, 980, 800},
        {440, 400, 360, 300}};
String[] rowKeys = {"猪肉", "牛肉","鸡肉", "鱼肉"};
String[] columnKeys = {"广州", "深圳", "东莞", "佛山"};

    在运行该jsp页面，可看到如下界面：

       在上述几例中，在某个柱子上都没有显示相应的数值，下面让我们为每个柱子都加上它的数值，我们新建一个sample4.jsp页面，其内容如下：

 <%@ page contentType="text/html;charset=GBK"%>
<%@ page import="org.jfree.chart.ChartFactory,               org.jfree.chart.JFreeChart,              org.jfree.chart.plot.PlotOrientation,          org.jfree.chart.servlet.ServletUtilities,      org.jfree.data.category.CategoryDataset,
org.jfree.data.general.DatasetUtilities,
                 org.jfree.chart.plot.*,
                 org.jfree.chart.labels.*,
org.jfree.chart.renderer.category.BarRenderer3D,
                 java.awt.*,
                 org.jfree.ui.*,             org.jfree.chart.axis.AxisLocation"%>
<%
double[][] data = newdouble[][] {{1310, 1220, 1110, 1000},
    {720, 700, 680, 640},
    {1130, 1020, 980, 800},
    {440, 400, 360, 300}};
String[] rowKeys = {"猪肉", "牛肉","鸡肉", "鱼肉"};
String[] columnKeys = {"广州", "深圳", "东莞", "佛山"};
CategoryDataset dataset = DatasetUtilities.createCategoryDataset(rowKeys, columnKeys, data); 

JFreeChart chart = ChartFactory.createBarChart3D("肉类销量统计图", 
                  "肉类",
                  "销量",
                  dataset,
                  PlotOrientation.VERTICAL,
                  true,
                  true,
                  false);

CategoryPlot plot = chart.getCategoryPlot();
//设置网格背景颜色
plot.setBackgroundPaint(Color.white);
//设置网格竖线颜色
plot.setDomainGridlinePaint(Color.pink);
//设置网格横线颜色
plot.setRangeGridlinePaint(Color.pink);
//显示每个柱的数值，并修改该数值的字体属性

BarRenderer3D renderer = new BarRenderer3D();
renderer.setBaseItemLabelGenerator(new StandardCategoryItemLabelGenerator());
renderer.setBaseItemLabelsVisible(true);
//默认的数字显示在柱子中，通过如下两句可调整数字的显示
//注意：此句很关键，若无此句，那数字的显示会被覆盖，给人数字没有显示出来的问题
renderer.setBasePositiveItemLabelPosition(new ItemLabelPosition(ItemLabelAnchor.OUTSIDE12, TextAnchor.BASELINE_LEFT));
renderer.setItemLabelAnchorOffset(10D);
//设置每个地区所包含的平行柱的之间距离
//renderer.setItemMargin(0.3);
plot.setRenderer(renderer);
//设置地区、销量的显示位置
//将下方的“肉类”放到上方
plot.setDomainAxisLocation(AxisLocation.TOP_OR_RIGHT);
//将默认放在左边的“销量”放到右方
plot.setRangeAxisLocation(AxisLocation.BOTTOM_OR_RIGHT);

String filename = ServletUtilities.saveChartAsPNG(chart, 700, 400, null, session);
String graphURL = request.getContextPath() + "/DisplayChart?filename=" + filename;
%>
<img src="<%= graphURL %>"width=700 height=400 border=0 usemap="#<%= filename %>">

      运行效果如下所示：

注意：jfreechart的很多版本不兼容，请大家在运行此例时确认下载了对应的版本。

三．             饼图

在WebRoot目录下建立名为pie的子目录，用来存放本教程中饼图的实例jsp页面。下面让我们来看一个简单的三维饼图。首先在pie目录下建立一个名为sample1.jsp的页面。

在JFreeChart中，与饼图绘制密切相关的类如下：

1） PiePlot

饼图绘制类，可以用来设置饼图的相关属性。例如：

PiePlot pieplot = (PiePlot)jfreechart.getPlot();
pieplot.setLabelFont(new Font("SansSerif", 0, 12));
pieplot.setNoDataMessage("No data available");
pieplot.setCircular(false);
pieplot.setLabelGap(0.02D);

2） DefaultPieDataset

默认的饼图数据集类，用来存储饼图显示的相关数据信息。例如：

DefaultPieDataset dataset = new DefaultPieDataset();
dataset.setValue("品德", new Double(0.2D));
dataset.setValue("体育", new Double(0.2D));
dataset.setValue("音乐", new Double(0.2D));
dataset.setValue("其余成绩", new Double(0.4D));

3） ChartFactory

可利用该制图工厂类createPieChart来创建一个饼图的JFreeChart对象，例如：

JFreeChart jfreechart = ChartFactory.createPieChart("饼图示例", dataset, true, true, false);

       下面让我们看一个简单的例子，修改sample1.jsp的内容如下：

 

<%@ page contentType="text/html;charset=GBK"%>

<%@ page import="org.jfree.chart.*,
                 org.jfree.chart.plot.PiePlot,              org.jfree.data.general.DefaultPieDataset,
org.jfree.chart.servlet.ServletUtilities,
                 java.awt.*"%>
<%
//设置数据集
DefaultPieDataset dataset = new DefaultPieDataset();
dataset.setValue("初中高级程序员", 0.55);
dataset.setValue("项目经理", 0.1);
dataset.setValue("系统分析师", 0.1);
dataset.setValue("软件架构师", 0.1);
dataset.setValue("其他", 0.2);

//通过工厂类生成JFreeChart对象
JFreeChart chart = ChartFactory.createPieChart3D("IT行业职业分布图", dataset, true, false, false);
PiePlot pieplot = (PiePlot) chart.getPlot();
pieplot.setLabelFont(new Font("宋体", 0, 12));

//没有数据的时候显示的内容
pieplot.setNoDataMessage("无数据显示");
pieplot.setCircular(false);
pieplot.setLabelGap(0.02D);

String filename = ServletUtilities.saveChartAsPNG(chart, 500, 300, null, session);
String graphURL = request.getContextPath() + "/DisplayChart?filename=" + filename;
%>
<img src="<%= graphURL %>"width=500 height=300 border=0 usemap="#<%= filename %>">

      可以看出，饼图的绘制与柱状图的绘制类似，该例的运行效果如下：

有时候我们还想知道某块所占的具体分值，或者需要突出显示某一块。这时候需要对上例进行部分修改：dataset.setValue("其他", 0.2);后的那段改成：

//通过工厂类生成JFreeChart对象
JFreeChart chart = ChartFactory.createPieChart3D("IT行业职业分布图", dataset, true, false, false);
PiePlot pieplot = (PiePlot) chart.getPlot();
pieplot.setLabelFont(new Font("宋体", 0, 12));
//没有数据的时候显示的内容
pieplot.setNoDataMessage("无数据显示");
pieplot.setCircular(false);

setExplodePercent方法很重要，它将Label为某名称的某块挖出来突出显示，而后两句实现的效果是在“初中高级程序员”等名称后加上百分比，改成“初中高级程序员=55%”等。加上如上的代码后，同时还需要将相关的两个java包：org.jfree.chart.labels.StandardPieSectionLabelGenerator和java.text.NumberFormat引入到该jsp页面中。此时的运行结果如下：

       通过JFreeChart还可以提供漂亮的水晶饼图效果，接着让我们新建一个sample3.jsp页面来体验一下超炫美图吧。修改sample3.jsp页面如下：

<%@ page contentType="text/html;charset=GBK"%>

<%@ page import="org.jfree.chart.*,
org.jfree.chart.servlet.ServletUtilities,
                 org.jfree.util.Rotation,
org.jfree.data.general.DefaultPieDataset,
org.jfree.chart.plot.PiePlot3D"%>

<%
//设置数据集
DefaultPieDataset dataset = new DefaultPieDataset();
dataset.setValue("初中高级程序员", 0.55);
dataset.setValue("项目经理", 0.1);
dataset.setValue("系统分析师", 0.1);
dataset.setValue("软件架构师", 0.1);
dataset.setValue("其他", 0.2);

//通过工厂类生成JFreeChart对象
JFreeChart chart = ChartFactory.createPieChart3D("IT行业职业分布图", dataset, true, true, false);
//获得3D的水晶饼图对象
PiePlot3D pieplot3d = (PiePlot3D) chart.getPlot();
//设置开始角度
pieplot3d.setStartAngle(150D);
//设置方向为”顺时针方向“
pieplot3d.setDirection(Rotation.CLOCKWISE);
//设置透明度，0.5F为半透明，1为不透明，0为全透明
pieplot3d.setForegroundAlpha(0.5F);
pieplot3d.setNoDataMessage("无数据显示");      

String filename = ServletUtilities.saveChartAsPNG(chart, 500, 300, null, session);
String graphURL = request.getContextPath() + "/DisplayChart?filename=" + filename;
%>
<img src="<%= graphURL %>"width=500 height=300 border=0 usemap="#<%= filename %>">

    利用setForegroundAlpha()方法可以设置3D饼图的透明度，利用setStartAngle()可以设置其开始角度，利用setDirection()方法可以设置其方向。该例的运行效果如下图所示：

   

四．曲线图

接着我们来介绍曲线图的使用。在笔者日常的开发工作中，曲线图用得最多，它可以用来绘制趋势图、统计分析等。首先我们在WebRoot下建立一个line目录，用来存放曲线图实例的jsp页面。我们在该目录下建立sample1.jsp页面来做一个简单的曲线图的例子。在开始编码前，让我们来看看与画曲线图密切相关的几个类：

1） TimeSeriesCollection

曲线数据的集合。

2） TimeSeries

曲线信息序列。

3） ChartFactory

可以利用该类的createTimeSeriesChart方法来创建曲线的JFreeChart对象。

在下例中，我们显示阿蜜果的blog在2007年度各月份的访问量情况，修改后的sample1.jsp的内容如下：

<%@ page contentType="text/html;charset=GBK"%>

<%@ page import = "org.jfree.chart.ChartFactory,
org.jfree.chart.JFreeChart,
org.jfree.chart.servlet.ServletUtilities,
org.jfree.chart.title.TextTitle,
org.jfree.data.time.TimeSeries,
org.jfree.data.time.Month,
org.jfree.data.time.TimeSeriesCollection,
java.awt.Font"%>
<%
//访问量统计时间线
TimeSeries timeSeries = new TimeSeries("阿蜜果blog访问量统计", Month.class);
//时间曲线数据集合
TimeSeriesCollection lineDataset = new TimeSeriesCollection();
//构造数据集合
timeSeries.add(new Month(1, 2007), 11200);
timeSeries.add(new Month(2, 2007), 9000);
timeSeries.add(new Month(3, 2007), 6200);
timeSeries.add(new Month(4, 2007), 8200);
timeSeries.add(new Month(5, 2007), 8200);
timeSeries.add(new Month(6, 2007), 12200);
timeSeries.add(new Month(7, 2007), 13200);
timeSeries.add(new Month(8, 2007), 8300);
timeSeries.add(new Month(9, 2007), 12400);
timeSeries.add(new Month(10, 2007), 12500);
timeSeries.add(new Month(11, 2007), 13600);
timeSeries.add(new Month(12, 2007), 12500);

lineDataset.addSeries(timeSeries);
JFreeChart chart = ChartFactory.createTimeSeriesChart("访问量统计时间线", "月份", "访问量", lineDataset, true, true, true);
//设置子标题
TextTitle subtitle = new TextTitle("2007年度", new Font("黑体", Font.BOLD, 12));
chart.addSubtitle(subtitle);
//设置主标题
chart.setTitle(new TextTitle("阿蜜果blog访问量统计", new Font("隶书", Font.ITALIC, 15)));
chart.setAntiAlias(true);
String filename = ServletUtilities.saveChartAsPNG(chart, 500, 300, null, session);
String graphURL = request.getContextPath() + "/DisplayChart?filename=" + filename;
%>
<img src="<%= graphURL %>"width=500 height=300 border=0 usemap="#<%= filename %>">

运行后的曲线效果如下图所示：

    有时我们需要显示各数据点及其数值，这是我们需要对上例进行一点改动，在JFreeChart chart = ChartFactory.createTimeSeriesChart……后，TextTitle subtitle = new TextTitle……前加上如下的代码：

XYPlot plot = (XYPlot) chart.getPlot();
XYLineAndShapeRenderer xylineandshaperenderer = (XYLineAndShapeRenderer)plot.getRenderer();
//设置网格背景颜色
plot.setBackgroundPaint(Color.white);
//设置网格竖线颜色
plot.setDomainGridlinePaint(Color.pink);
//设置网格横线颜色
plot.setRangeGridlinePaint(Color.pink);
//设置曲线图与xy轴的距离
plot.setAxisOffset(new RectangleInsets(0D, 0D, 0D, 10D));
//设置曲线是否显示数据点
xylineandshaperenderer.setBaseShapesVisible(true);
//设置曲线显示各数据点的值
XYItemRenderer xyitem = plot.getRenderer();   
xyitem.setBaseItemLabelsVisible(true);   
xyitem.setBasePositiveItemLabelPosition(new ItemLabelPosition(ItemLabelAnchor.OUTSIDE12, TextAnchor.BASELINE_LEFT));
xyitem.setBaseItemLabelGenerator(new StandardXYItemLabelGenerator());
xyitem.setBaseItemLabelFont(new Font("Dialog", 1, 14));
plot.setRenderer(xyitem);
    并引入了一些另外的包，引入包的语句变成：
<%@ page import = "org.jfree.chart.ChartFactory,
org.jfree.chart.title.TextTitle,
org.jfree.data.time.TimeSeries,
org.jfree.data.time.Month,
org.jfree.data.time.TimeSeriesCollection,
org.jfree.chart.plot.XYPlot,
org.jfree.chart.renderer.xy.XYLineAndShapeRenderer,
java.awt.Color,
org.jfree.ui.RectangleInsets,
java.awt.Font,
org.jfree.chart.renderer.xy.XYItemRenderer,
org.jfree.chart.JFreeChart,
org.jfree.chart.servlet.ServletUtilities,
org.jfree.chart.labels.*,
org.jfree.ui.*"%>

   运行该实例，效果如下所示：

 上面两例的曲线图都是单曲线的，有时候我们对两个曲线进行比较，例如对阿蜜果在2006年度和2007年度的blog访问量进行比较，在此种情况下，我们需要在一个曲线图中显示两个曲线。在此种情况下，我们只需要在sample1.jsp的基础上新建一个TimeSeries对象，给它添加数据后，将其添加到TimeSeriesCollection型数据集合对象中，修改后的程序主体部分如下所示：

//访问量统计时间线
TimeSeries timeSeries2006 = new TimeSeries("2006年度", Month.class);
TimeSeries timeSeries2007 = new TimeSeries("2007年度", Month.class);

//时间曲线数据集合
TimeSeriesCollection lineDataset = new TimeSeriesCollection();
//构造数据集合
timeSeries2006.add(new Month(1, 2007), 7200);
timeSeries2006.add(new Month(2, 2007), 7000);
timeSeries2006.add(new Month(3, 2007), 4200);
timeSeries2006.add(new Month(4, 2007), 8200);
timeSeries2006.add(new Month(5, 2007), 7300);
timeSeries2006.add(new Month(6, 2007), 8200);
timeSeries2006.add(new Month(7, 2007), 9200);
timeSeries2006.add(new Month(8, 2007), 7300);
timeSeries2006.add(new Month(9, 2007), 9400);
timeSeries2006.add(new Month(10, 2007), 7500);
timeSeries2006.add(new Month(11, 2007), 6600);
timeSeries2006.add(new Month(12, 2007), 3500);
timeSeries2007.add(new Month(1, 2007), 10200);
timeSeries2007.add(new Month(2, 2007), 9000);
timeSeries2007.add(new Month(3, 2007), 6200);
timeSeries2007.add(new Month(4, 2007), 8200);
timeSeries2007.add(new Month(5, 2007), 8200);
timeSeries2007.add(new Month(6, 2007), 11200);
timeSeries2007.add(new Month(7, 2007), 13200);
timeSeries2007.add(new Month(8, 2007), 8300);
timeSeries2007.add(new Month(9, 2007), 10400);
timeSeries2007.add(new Month(10, 2007), 12500);
timeSeries2007.add(new Month(11, 2007), 10600);
timeSeries2007.add(new Month(12, 2007), 10500);
lineDataset.addSeries(timeSeries2006);
lineDataset.addSeries(timeSeries2007);

JFreeChart chart = ChartFactory.createTimeSeriesChart("访问量统计时间线", "月份", "访问量", lineDataset, true, true, true);
//设置子标题
TextTitle subtitle = new TextTitle("2006/2007年度访问量对比", new Font("黑体", Font.BOLD, 12));
chart.addSubtitle(subtitle);
//设置主标题
chart.setTitle(new TextTitle("阿蜜果blog访问量统计", new Font("隶书", Font.ITALIC, 15)));
chart.setAntiAlias(true);

该例的运行效果如下：

五．             总结

本文通过详尽的实例讲述了如何利用JFreeChart开发常用的柱状图、饼图和曲线图。从这些实例中可以看出，JFreeChart是我们开发图表或报表的理想选择，它简单易用，并且容易理解，是我们开发的利刃。